Peu connus, les courants-jets sont un phénomène atmosphérique qui influence substantiellement des aspects aussi importants que le climat ou, dans le domaine aéronautique, la durée et la stabilité de certains vols, voire l’économie de certaines compagnies aériennes.
Il s’agit d’énormes flux d’air circulant à grande vitesse dans notre atmosphère. En général, lorsqu’on parle de « courant-jet » ou « jet stream », on se réfère à deux d’entre eux en particulier : celui du front polaire ou celui du front subtropical, deux phénomènes importants qui jouent un rôle essentiel dans les conditions météorologiques du monde entier.
Énormes flux d’air se déplaçant à grande vitesse dans l’atmosphère et affectant de manière significative les conditions météorologiques et, plus particulièrement, la navigation aérienne.
Selon l’Organisation météorologique mondiale, un courant-jet est « un courant d’air fort et étroit, concentré le long d’un axe quasi-horizontal dans la haute troposphère ou la stratosphère, caractérisé par un fort cisaillement vertical et horizontal du vent. Il s’étend normalement sur plusieurs milliers de kilomètres, dans une bande de plusieurs centaines de kilomètres de large et de plusieurs kilomètres d’épaisseur ». Un tel phénomène n’est d’ailleurs pas propre à la Terre, car il a été détecté dans l’atmosphère d’autres planètes de notre système solaire.
Il existe plusieurs courants-jets dans notre atmosphère autour de la tropopause, la zone de transition entre la troposphère et la stratosphère. La tropopause est située à une altitude variable allant de 9 000 mètres aux pôles à 17 000 mètres à l’équateur de la Terre. C’est une zone très importante pour la navigation aérienne, car c’est l’environnement principal des vols commerciaux dans leur phase de croisière. Dans la troposphère, la température de l’environnement diminue avec l’altitude jusqu’à atteindre des valeurs de l’ordre de -60 °C, tandis qu’à partir de la tropopause, en s’élevant dans la stratosphère, la température augmente jusqu’à environ 0 °C.
Quel que soit l’hémisphère terrestre dans lequel nous nous trouvons, les vents des courants-jets se déplacent d’ouest en est, à des vitesses allant de 125 à 225 km/h, mais pouvant dépasser 400 km/h. Leur physionomie est très variable, bien qu’il s’agisse de flux longs, sinueux et en constante évolution, qui se déplacent parfois vers des altitudes plus élevées ou plus basses. Ils bifurquent et se rejoignent, créent des tourbillons et modifient leur débit en fonction de divers facteurs. Ils sont principalement dus à la combinaison des effets de la rotation de la planète sur son axe et du réchauffement de l’atmosphère sous l’effet du rayonnement solaire.
Dans l’hémisphère nord comme dans l’hémisphère sud, il existe un courant-jet polaire et un courant-jet subtropical. Dans l’hémisphère nord, le courant polaire traverse les moyennes et hautes latitudes, autour de 60° (au-dessus de l’Asie, de l’Europe et de l’Amérique du Nord, ainsi que du Pacifique et de l’Atlantique Nord). Dans l’hémisphère sud, en revanche, le courant polaire est presque entièrement confiné au continent antarctique. En hiver, les courants-jets ont tendance à suivre l’élévation du soleil et à se déplacer vers l’équateur, tandis qu’au printemps, ils reviennent vers les pôles. Ils se situent à une altitude comprise entre 8 et 12 kilomètres au-dessus du niveau de la mer.
Les courants-jets subtropicaux, quant à eux, évoluent à des latitudes moyennes (environ 30°) dans les deux hémisphères et à une altitude plus élevée, entre 10 et 16 kilomètres, et sont plus faibles que les courants-jets polaires.
Lorsque les courants-jets évoluent verticalement ou se séparent pour se rejoindre en un autre point, ils déplacent d’immenses masses d’air, ce qui entraîne des changements dans les conditions météorologiques mondiales.
Dans le domaine de la navigation aérienne, ces phénomènes sont essentiels pour comprendre les turbulences qui affectent les vols ou le fait que le temps de vol pour une même route peut être beaucoup plus court ou plus long selon que l’on vole vers l’est ou vers l’ouest.
L’altitude de croisière des vols commerciaux se situe généralement autour de la tropopause, là où circulent les courants-jets. Ils profitent ainsi de la faible densité de l’air, qui leur permet d’atteindre des vitesses plus élevées et de consommer moins de carburant. En outre, à cette altitude, ils ne rencontrent pas de conditions météorologiques défavorables ni d’oiseaux susceptibles d’affecter leur vol.
Lorsque les pilotes de ligne planifient un vol, l’un des éléments qu’ils prennent généralement en compte est l’emplacement des courants-jets et leur intensité le long de la trajectoire de vol. Pour un vol dans la même direction qu’un courant-jet, rejoindre cette masse d’air en mouvement peut fournir une « poussée » supplémentaire qui réduit considérablement le temps nécessaire pour effectuer le vol tout en diminuant la consommation de carburant. En revanche, rencontrer de forts vents contraires aurait l’effet inverse, c’est pourquoi on les évite en modifiant la route à suivre.
Un exemple très clair de ce phénomène est donné par les vols entre les États-Unis ou le Canada et l’Europe à travers l’océan Atlantique. Dans des conditions normales, un vol entre New York et Londres dure environ 6 heures et 15 minutes. Récemment, un avion norvégien a effectué le trajet subsonique le plus court entre les deux villes en 5 heures et 13 minutes grâce à des vents arrière atteignant 300 km/h, qui ont propulsé l’avion à une vitesse maximale de 1 249 km/h. Peu après, un Boeing 747 de British Airways a pulvérisé ce record en effectuant le même trajet en 4 heures et 56 minutes à une vitesse de 1 287 km/h. Il a été suivi par un Airbus A350 de Virgin qui n’a mis qu’une minute de plus. Dans les deux cas, le record a été rendu possible par la tempête Ciara (2020), qui a pris naissance dans le courant-jet polaire.
En général, l’utilisation de ces courants pour traverser l’Atlantique représente un gain de temps de 30 à 45 minutes en moyenne pour les compagnies aériennes, ce qui se traduit par une forte réduction de la consommation de carburant, et donc par une réduction des émissions de gaz à effet de serre. En revanche, si les vols s’effectuent dans l’autre sens, les conséquences sont inverses.
Bien qu’il y ait de nombreux paramètres à prendre en compte et qu’il soit difficile de définir un chiffre précis, à titre indicatif, il est probable que la réduction globale des temps de vol grâce aux courants-jets permette d’économiser plus de 55 000 tonnes de carburant d’aviation par an, ce qui représente environ 175 000 tonnes d’émissions de CO2 en moins par an.
Un autre aspect pour lequel les courants-jets jouent un rôle est celui des turbulences que nous rencontrons souvent pendant les vols. Ces types de courants sont souvent à l’origine de ce que l’on appelle les « turbulences en air clair », qui sont invisibles, imprévisibles et plus fréquentes aux premières heures de la journée, entraînant de petites secousses dans l’avion. Vous trouverez des informations plus détaillées sur les turbulences dans ce billet.
Plusieurs théories et études traitent de la manière dont le réchauffement climatique affecte les courants-jets, de sorte qu’il est possible de prédire, dans une certaine mesure, comment les schémas météorologiques changeront ou affecteront la navigation aérienne à l’avenir. Cependant, le principal constat que l’on peut faire est qu’il n’y a pas de conclusions claires.
Des groupes d’experts fiables et crédibles concluent que le réchauffement climatique pousse progressivement les courants-jets vers les pôles, confirmant que le courant-jet nord s’est déplacé vers le nord à un rythme moyen de 2,01 kilomètres par an entre 1979 et 2001, avec une tendance très similaire pour le courant-jet de l’hémisphère sud. Ils ont également évoqué la possibilité d’un affaiblissement progressif des courants-jets. Cependant, d’autres études scientifiques ont montré qu’entre 2002 et 2020, le courant-jet de l’Atlantique Nord s’était renforcé sans qu’il y ait eu de déplacement manifeste.
Une étude réalisée en 2021 par l’université de l’Arizona sur des carottes de glace prélevées au Groenland a permis de reconstituer les caractéristiques du courant-jet au cours des 1250 dernières années, montrant que tous les changements observés récemment restent dans les limites de la variabilité naturelle.
Il ne fait aucun doute que les courants-jets sont (et continueront d’être) un élément essentiel de certains aspects de notre vie, notamment dans notre interaction avec l’atmosphère, même si une grande majorité de la population n’a pas conscience de leur existence.
Enfin, il convient de mentionner que le nom « courant-jet » a été inventé par le météorologue allemand Heinrich Seilkopf qui, en 1939, a décrit le phénomène comme « Strahlstrom », bien qu’il ait fallu attendre la fin de la guerre mondiale pour que sa nature commence à être étudiée en profondeur, ce qui a constitué une étape fondamentale pour comprendre, depuis cette époque jusqu’à aujourd’hui, le fonctionnement de la circulation atmosphérique de la Terre.
